抗肿瘤肽的优化设计及抗肿瘤机制研究

发布时间：2017-03-24 02:16

  本文关键词：抗肿瘤肽的优化设计及抗肿瘤机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在全球范围内,癌症有着较高的发病率和致死率。现在,一些治疗癌症的药物不仅有多种副作用,而且还可能会引起多重耐药。而抗肿瘤多肽作为一种新型的治疗癌症的药物,因为它具有对肿瘤细胞有选择性、不易引起耐药性等特点,正越来越受到人们的关注。许多抗肿瘤肽是从自然界生物内中获得的。这种直接来源于生物体内的抗肿瘤肽一般肽链较长,无法用化学法合成。通过序列优化的方法获得的短链抗肿瘤肽可以利用化学法合成,有利于降低成本,提高抗肿瘤肽的抗肿瘤效率。本研究中,对Mauriporin进行螺旋轮模型分析后,截取了它的活性中心片段(FKIGGFIKKLWRSKLA),命名为ZXR-1。利用CD实验发现,ZXR-1可以在类似于细胞膜的疏水环境中形成α-螺旋构象。MTT实验显示,多肽ZXR-1对Hela(IC50=62.6μM),SACC-83(IC50=27.9μM),HepG2 (IC50=141.7μM),HuH-7(IC50=77.9μM),PC-3(IC50=69.1μM)等肿瘤细胞具有抑制增殖能力。通过LDH释放实验及Western blot等实验发现,ZXR-1可以导致Hela细胞中乳酸脱氢酶的释放及Caspase-3的活化,说明ZXR-1同时具有裂解细胞膜和诱导细胞凋亡两种作用机制。然后,利用螺旋轮模型对ZXR-1序列进行分析。发现ZXR-1的螺旋结构可以明显地分为亲水界面和疏水界面,在疏水面存在一个极性的Lys。我们使用非极性的Leu替换了极性的Lys,得到了ZXR-2序列(FKIGGFIKKLWRSLLA)。MTT检测后发现,ZXR-2的对上述5种肿瘤细胞的抑制能力得到了极大的提高(IC50=7.5-14.2μM。凋亡及裂解实验显示,ZXR-2主要通过裂解细胞膜的机制抑制肿瘤细胞增殖,而不会引起肿瘤细胞的凋亡。本文通过序列优化得到了两条抗肿瘤多肽ZXR-1和ZXR-2。并对这两条多肽的抗肿瘤机制进行了研究。研究结果显示,通过改变一个氨基酸可以有效地提高抗肿瘤肽的抗肿瘤活性,同时还可以改变它的抗肿瘤机制。为以后抗肿瘤肽的序列设计及在肿瘤治疗中的应用奠定了基础。
【关键词】：抗肿瘤多肽 氨基酸替换 细胞裂解 细胞凋亡
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R91;R96
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符号说明14-15
• 第一章 绪论15-29
• 1.1 抗肿瘤肽与癌症15-16
• 1.2 抗肿瘤肽的结构特点16-17
• 1.3 抗肿瘤肽对肿瘤细胞的选择性17-18
• 1.4 抗肿瘤肽的作用机制18-25
• 1.4.1 细胞膜裂解机制19-23
• 1.4.2 细胞器膜裂解机制23-24
• 1.4.3 非膜裂解机制24-25
• 1.5 检测多肽抗肿瘤活性及膜裂解能力的常用方法25-26
• 1.5.1 MTT实验25
• 1.5.2 乳酸脱氢酶释放实验25
• 1.5.3 死活细胞染色实验25-26
• 1.5.4 钙黄绿素释放实验26
• 1.5.5 多肽引起的膜表面张力变化26
• 1.6 检测细胞凋亡及凋亡机制的常用方法26-28
• 1.6.1 Annexin V/PI法检测细胞凋亡26-27
• 1.6.2 Western blot法检测Caspase-3的活性27
• 1.6.3 Caspase-3活性试剂盒检测Caspase-3的活性27
• 1.6.4 线粒体电势的检测27-28
• 1.7 论文选题意义及目的28-29
• 第二章 实验部分29-45
• 2.1 实验仪器及材料29-31
• 2.1.1 实验仪器29-30
• 2.1.2 实验药品30-31
• 2.2 实验方法31-45
• 2.2.1 合成和纯化目标多肽31-33
• 2.2.2 多肽Zeta电位,粒径测定及二级结构观察33
• 2.2.3 细胞培养与传代33-35
• 2.2.4 肿瘤细胞增殖抑制(MTT)实验35
• 2.2.5 乳酸脱氢酶释放实验35-36
• 2.2.6 死/活细胞染色实验36
• 2.2.7 多肽对模拟膜裂解能力检测36-37
• 2.2.8 多肽引起的膜表面张力变化37-38
• 2.2.9 Annexin V/PI法检测细胞凋亡38-39
• 2.2.10 利用Western blot检测Caspase-339-41
• 2.2.11 利用分光光度法检测Caspase-3活性41
• 2.2.12 多肽ZXR-1穿膜现象的观察及机理研究41-42
• 2.2.13 线粒体跨膜电位检测42-45
• 第三章 实验结果与讨论45-65
• 3.1 抗肿瘤肽多肽ZXR-1和ZXR-2的合成与纯化45-48
• 3.1.1 多肽的合成45
• 3.1.2 多肽的分析纯化45-46
• 3.1.3 多肽分子量鉴定46-47
• 3.1.4 多肽的大量制备47-48
• 3.2 多肽的粒径、电位及二级结构的观察48-50
• 3.3 多肽对肿瘤细胞的增殖抑制能力50-52
• 3.4 多肽对细胞膜裂解能力的观察52-54
• 3.4.1 乳酸脱氢酶实验52-53
• 3.4.2 多肽引起的细胞形态的变化53-54
• 3.5 多肽对模拟膜裂解能力的观察54-57
• 3.5.1 钙黄绿素释放实验54-55
• 3.5.2 多肽导致的模拟膜表面压力的变化55-57
• 3.6 多肽导致细胞凋亡的检测57-60
• 3.6.1 Annexin V/PI法检测细胞凋亡57-58
• 3.6.2 Western blot法检测细胞凋亡58-59
• 3.6.3 Caspase-3活性试剂盒检测细胞凋亡59-60
• 3.7 多肽导致细胞凋亡的机制研究60-65
• 3.7.1 ZXR-1穿膜能力的检测60-62
• 3.7.2 ZXR-1引起的细胞线粒体电势的变化62-63
• 3.7.3 ZXR-1穿膜行为的温度依赖性63-65
• 第四章 结论与展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 研究成果及发表论文73-75
• 作者和导师介绍75-76
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书76-77

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 张楠;张佑红;熊瑶;朱雄伟;苏腾甲;;大豆磷脂的分析与检测[J];贵州师范大学学报(自然科学版);2013年03期

2 陈巍;严益民;邓欣;;抗菌肽——一类新型抗肿瘤药物[J];海峡药学;2014年07期

3 刘朝勇;李晓荣;肖云芝;李瑞生;徐平华;韩晋;袁海龙;;小菜蛾抗菌肽的纯化工艺研究[J];抗感染药学;2015年01期

4 孙彬斌;赵晓军;;天蚕素A-爪蟾素2杂合肽P18对MDA-MB-435s乳腺癌细胞的作用研究[J];四川动物;2010年01期

5 黎观红;张锦华;瞿明仁;游金明;;乳铁素——来源于乳铁蛋白的多功能抗菌肽[J];中国生物化学与分子生物学报;2009年09期

6 夏丽洁;张富春;;抗菌肽抗肿瘤作用的研究进展[J];生命科学;2014年08期

7 李燕;王嘉榕;孙红宾;;抗菌肽的制备和抗菌机制研究进展[J];生物医学工程学杂志;2015年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 谢秀颖;王岷;段晨旭;;浅谈建筑照明节能设计[A];山东照明学会照明山东学术论文集(2010)第一卷第1期[C];2010年

2 刁昱文;赵红蕾;冯新;韩文瑜;雷连成;孙长江;杜涛峰;刘珊珊;;靶向性抗菌肽研究概况[A];中国畜牧兽医学会生物制品学分会中国微生物学会兽医微生物学专业委员会2010年学术年会（第三届中国兽药大会学术论坛）论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 黄金丰;α-螺旋型膜活性多肽对不同细胞膜的构效关系及作用机理研究[D];吉林大学;2011年

2 刘秀红;黑带蛙（Rana nigrovittata）皮肤抗菌肽的分子多样性、结构与功能研究[D];南京农业大学;2008年

3 王凯荣;两类抗肿瘤多肽抗肿瘤活性、构效关系及作用机制的研究[D];兰州大学;2009年

4 刁昱文;肿瘤细胞靶向抗菌肽嵌合体的设计及其抗肿瘤活性机制研究[D];吉林大学;2012年

5 董娜;β-折叠抗菌肽的分子设计、生物学活性及抑菌机理研究[D];东北农业大学;2013年

6 李桂荣;抗HCV/HIV多肽的结构与活性研究及多肽的抗癌作用机理研究[D];吉林大学;2014年

7 孟明翔;重组对虾抗菌肽Penaeidin-2对肾癌细胞的作用及小菜蛾抗菌肽pxCECA1抗淋球菌活性的研究[D];武汉大学;2014年

8 王宏;小菜蛾抗菌肽pxCECA1抗细菌和抗流感病毒活性研究[D];武汉大学;2012年

9 李建峰;抗菌肽CM4的高效表达、修饰改造及抗绿脓杆菌作用研究[D];南京师范大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郑健;卵转铁蛋白抗菌活性肽的制备及其抑菌活性的研究[D];吉林大学;2011年

2 舒慕娅;抗菌肽Selysin的表达及其对肝癌细胞HepG2的毒性作用[D];华中科技大学;2009年

3 赵艳;雷氏大疣蛛粗毒的细胞毒活性研究及其分子机制初探[D];湖南师范大学;2010年

4 葛鑫;酸性丝氨酸蛋白酶ASP_(NJ)抑制急性髓细胞白血病NB4细胞的实验研究[D];吉林大学;2012年

5 王美娟;棕点湍蛙（Amolops loloensis）皮肤抗菌肽的分离纯化及其分子多样性与活性研究[D];南京农业大学;2009年

6 李慧冰;两栖类抗菌肽Temporin-1CEa对乳腺癌细胞作用机制的研究[D];辽宁师范大学;2012年

7 石皖荣;牛乳铁蛋白抗菌肽抗人肺癌细胞增殖及其作用机制研究[D];安徽医科大学;2013年

8 王贺;抗菌肽L-K6对乳腺癌细胞MCF-7作用机制的研究[D];辽宁师范大学;2013年

9 王文辉;猪源抗菌肽PG-1的表达及其生物活性的初步研究[D];河南科技大学;2013年

10 田丽丽;中国林蛙皮肤膜活性多肽temporin-1CEa对三种乳腺癌细胞的作用研究[D];辽宁师范大学;2012年

  本文关键词：抗肿瘤肽的优化设计及抗肿瘤机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：264952